배추 자가불화합성 동시 판별용 multiplex PCR 기술 개발
배추 자가불화합성 동시 판별용 multiplex PCR 기술 개발
  • 원예산업신문
  • 승인 2014.11.17 15:07
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자가불화합성은 동일한 자가불화합성 유전자를 가진 개체간에는 수분 및 수정이 이루어지지 않는 현상으로, 자가수분으로 인한 후대의 약세 현상을 피하기 위한 식물체 고유 특성이다. 그러나, 이러한 자가불화합성 현상은 꽃이 핀 후 꽃가루를 암술머리에 수분한 이후에만 알 수 있기 때문에, 자가불화합성 판별은 육종 과정에 많은 어려움을 주고 있다. 배추 품종 육성자가 자가불화합성 유전자형을 간편하게 알 수 있다면 교배 계획을 수립할 때 동일한 유전자형간의 교배를 피할 수 있으며, 다른 유전자형간의 교배로 확대함으로써 육종 비용을 최대 90%까지 절감할 수 있다고 한다.
또한 일대 잡종 생산시에도 잡종 강세 현상을 일으키는 양친의 자가불화합성을 이용하여 채종함으로써 채종 단가를 줄일 수 있다. 현재 웅성불임성에 비해 상대적으로 줄어들고 있지만 아직도 F1 채종에 자가불화합성이 많이 이용되고 있다.
지금까지는 배추 자가불화합성 유전자형의 판별을 위하여 SLG 및 SRK 유전자의 PCR-RFLP 분석이 주로 이용되었으나, 이러한 판별방법은 실험 시간이 많이 소요되고, 실험 과정이 복잡하여, 쉽게 이용하기 어려운 단점이 있다.
따라서 본 연구에서는 multiplex PCR(하나의 튜브 내에 여러 개의 프라이머 세트를 동시에 사용하는 PCR 방법) 조건을 확립하여 시간적, 비용적 측면에서 실용적이고 효율적인 분석방법을 개발하고자 하였다.
배추 품종육성을 위한 교배조합 작성시 많이 사용되는 자가불화합성 인자형이 이미 알려진 계통을 수집하여 기개발된 PCR-RFLP방법으로 자가불화합성 인자형이 확인된 배추의 genomic DNA를 추출하였다. 유전자은행(NCBI)에 등록되어 있는 배추의 SRK유전자 염기서열을 확보하여 일반적인 프라이머를 제작하여 single PCR을 수행하고 증폭된 DNA 절편에 대해 염기서열을 결정(sequencing) 하였다. 시퀀싱 분석을 통해 염기서열이 확실한 인자형만 표준 DNA로 사용하여 S22, S25, S46, S54, S55의 5개 인자형을 하나의 튜브 내에서 반응할 수 있도록 최적의 프라이머 디자인 및 멀티플렉스 PCR 조건을 설정하였다. 그 결과 배추 5개 자가불화합성 인자형이 서로 다른 사이즈로 증폭되는 것을 확인하였고, 국내 주요 시판품종 및 종묘회사 수집계통에 적용하여 자가불화합성인자형을 확인하였다. 이러한 배추 자가불화합성 동시 판별용 프라이머 조합을 개발함으로써 배추 일대잡종의 육종효율이 높아지고 국내 배추품종 육성 경쟁력이 제고되는 효과가 있을 것으로 기대된다.
■원예특작과학원 채소과 농업연구사 이 혜 은